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《嵌入式系统》试题库

三、 简答题

1、 什么是嵌入式系统？

答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统 对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2、 简述嵌入式系统的基本特点。

答：面向特定应用、设计高效、综合性强、生命周期长、程序固化、需要独立的开发系统、 可靠性高、成本低、功耗低、体积小。

3、 谈一谈嵌入式系统的发展趋势。

答：产品种类不断丰富，应用范围不断普及；性能不断提高；功耗不断降低，体积不断缩 小；网络化、智能化程度不断提高；软件成为影响价格的主要因素。

4、 谈一谈嵌入式系统设计方法演变的三个阶段。

答：第 1 阶段：以印制板（PCB）、计算机辅助设计（CAD）软件和在线仿真器为主要工 具的设计方法。第 2 阶段：以 EDA 工具软件和 EOS（Embedded Operating System）为开发 平台的设计方法。第 3 阶段：以 IP 内核库为设计基础，用软硬件协同设计技术的系统级设 计方法。

5、 什么是嵌入式系统的传统设计方法？

答：经过需求分析和总体设计，整个系统被划分为软件和硬件两个子系统，二者之间遵循 一定的接口规范；接下来软件工程师和硬件工程师分别进行设计、开发、调试和测试；然 后两个子系统集成在一起并进行测试；如果系统功能正确且满足所有性能指标，则结束， 否则需要对软硬件子系统分别进行验证和修改，并重新进行系统集成和测试。

6、 嵌入式系统的传统设计方法有何特点。

答：这种方法简单易实现，但存在一些痼疾，严重影响了嵌入式系统设计的效率和结果。 首先，虽然在需求分析阶段考虑了软硬件接口的问题，但由于缺乏统一的软硬件协同表示 方法，软硬件划分只能由设计者凭经验完成，无法从系统级进行验证且很难评估这种划分

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是否合理，也不易发现软硬件接口存在的问题。其次，软硬件分别设计和开发，一旦出现 错误，不仅难以定位，而且修改起来也非常麻烦，甚至可能需要调整软件结构或者硬件配 置。第三，它的设计周期可能比较长，例如为了验证软件开发的正确性，必须在硬件全部 完成之后才能开始进行软件测试和系统集成，大大延长了设计的进程。

7、 什么是嵌入式系统的系统级设计方法？

答：嵌入式系统的系统级设计方法是一种高层次的设计方法，设计人员针对设计目标进行 系统功能描述，定义系统的行为特性，进行软硬件划分，生成系统级的规格描述。这一过 程可以不涉及实现方法和工艺。接下来，设计人员就可以按照系统级规格描述实现软硬件 子系统及其接口。

8、 软硬件协同设计包括哪几个阶段？

答：软硬件协同设计包括：系统描述、软硬件划分、软硬件协同综合、以及软硬件协同模 拟与验证。

9、 简述嵌入式处理器的特点。

答：低档处理器多采用哈佛结构，高档处理器多采用冯·诺伊曼结构；品种规格系列化；对 实时多任务有很强的支持能力；可靠性高、功耗低、集成度高、性价比高。

10、 简述嵌入式处理器的分类。

答：嵌入式微处理器、微控制器（单片机）和数字信号处理器（DSP）。

11、 简述嵌入式微处理器的特点。

答：嵌入式微处理器的特点：通用微处理器的增强，一般为 32 位。构成：一般 CPU、存 储器、I/O 接口三者分离；性能：一般为 100~2000MIPS；存储器：Flash 一般为 1~16MB， SDRAM 一般为 2~64MB；一般加载复杂嵌入式操作系统：VxWorks、WinCE、μClinux、 Embedded Linux 等。

12、 简述微控制器的特点。

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答：微控制器的特点：单片化，整个计算机集成在一个芯片中。低档微控制器——构成： 一般 CPU、存储器、I/O 接口三者集成在一个芯片内；性能：1～100MIPS，存储器：Flash 一般为 8~512KB，SRAM 一般为 256B/1～128KB；一般无嵌入式操作系统或者简单嵌入式 操作系统。高档微控制器——构成：一般 CPU、I/O 接口两者集成在一个芯片内，需要外 扩存储器；性能：100～1000MIPS，存储器：Flash 一般为 1~4MB，SRAM 一般为 1~64MB； 一般有嵌入式操作系统（VxWorks、μC/OS-II、WINCE、μClinux）。

13、 简述 DSP 的特点。

答：DSP 的特点：高效乘累加运算，高效数据存取，硬件重复循环，确定性操作（程序执 行时间可预测）。

14、 嵌入式处理器按照字长可分为哪几类？各有何应用领域。

答：嵌入式处理器按照字长可划分为 4 位、8 位、16 位、32 位和 64 位等五个不同的等级。 一般说来，4 位或 8 位的产品通常是面向低端应用设计的，16 位的产品用于比较精密的应 用；32 或 64 位的产品用于计算强度很大的应用。

15、 简述嵌入式处理器的选择原则。 答：1、应能满足应用的设计目标；

2、开发工具是否好用？ 3、市场占有率；

4、应该遵循“够用”原则，不应片面追求高性能。

16、 谈一谈嵌入式处理器的发展趋势。

答：嵌入式微处理器、微控制器与 DSP 之间的界限越来越模糊；32 位嵌入式处理器应用 日趋广泛，已经开始挤占原本数据 8 位 MCU 的市场；双核或多核结构的产品不断涌现。

17、 列出 ARM7 微处理器的工作模式。

答：user 用户模式、sys 系统模式、fiq 快速中断模式、irq 外部中断模式、svc 管理模式、 abt 数据访问中止模式、und 未定义指令中止模式。

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18、 ARM7 微处理器的有哪两种工作状态。

答：ARM 状态（32 位指令）和 Thumb 状态（16 位指令）。

19、 简述 ARM 和 Thumb 状态的区别及如何进行状态切换。 答：ARM 状态是 32 位指令，Thumb 状态是 16 位指令。

进入 Thumb 状态：执行 BX 指令，当操作数寄存器最低位为 1 时，可以使微处理器从 ARM 状态切换到 Thumb 状态（处理器工作在 Thumb 状态，如果发生异常并进入异常处理子程 序，则异常处理完毕返回时，自动从 ARM 状态切换到 Thumb 状态）。

进入 ARM 状态：执行 BX 指令，当操作数寄存器最低位为 0 时，可以使微处理器从 Thumb 状态切换到 ARM 状态（处理器工作在 Thumb 状态，如果发生异常并进入异常处理子程序， 则进入时处理器自动从 Thumb 状态切换到 ARM 状态）。

20、 SRAM 有何特点。

答：SRAM 属于高速存储器，价格较高，一般均用于对速度和性能要求较高的场合。常用 的异步 SRAM 访存周期在 7ns 至 100ns 之间，SRAM 的单片容量不大，大多在几 K 至几百 K 之间。SRAM 存储器芯片有 4 位、8 位、16 位、32 位等多种位宽，这种存储器的访存接 口和操作时序最为简单。

21、 DRAM 有何特点。

答：DRAM 和 SRAM 均属于 RAM 存储器，DRAM 的特点是存储密度很大，速度比 SRAM 慢，单位存储成本较低，一般用于对容量要求较高的场合。常用的单片 DRAM 存储器容 量在几百千至几百兆字节之间，访存周期一般是几十纳秒。

22、 EEPROM 有何特点。

答：非挥发；存储密度小；单位存储成本较高；容量小；写入有限制，页写要等待；接口 时序简单，一般采用串行接口；小量参数存储。

23、 Flash 有何特点。

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